电极电势在无机化学中的应用（共2篇）.doc

电极电势在无机化学中的应用（共2篇）.doc电极电势在无机化学中的应用(共2篇)
第1篇:电极电势在无机化学中的应用
氧化还原反应是化学中的重要反应。原电池中,两个电极用导线连接,并用盐桥将电解液连接,导线中就有电流通过,这说明两个电极上具有电势存在,并且两极之间具有电势差,这种电极上所具有的电势就称电极电势,用?渍?厮表示。电极电势可用来衡量金属在水溶液中失去电子能力的大小,金属电极电势的高低主要决定于金属的种类、金属离子的浓度和溶液的温度。当外界条件一定时,对金属电极,其电势高低决定于金属活泼性的大小,金属越活泼,达到平衡时,电极的金属片单位面积上积累的负电荷就越多,电极相对于溶液的电势就越负,电极电势就越低;相反,金属越不活泼,溶解倾向则越小,电极电势就越高。
一、电极电势在氧化还原反应中的应用

由金属电极电势的产生可知,标准电极电势数值越小,表明还原态越易失去电子,即其还原态的还原性越强,氧化态的氧化性越弱;?渍?厮值越大,表明氧化态越易得电子,即氧化剂是越强的氧化剂,还原剂就是越弱的还原剂。
例如,?渍■■=-,?渍■■=
∵ -
∴Cu2+的氧化性大于Zn2+.
∵- ∴还原性Zn Cu
[1]
+Cu2+=Zn2++Cu反应能否自发向右进行。
已知?渍■■=-?渍■■=.
解:要使反应能自发向右进行,必须其标准电动势E?厮 0,否则E?厮 0,则向左进行。
E?厮=?渍■■-?渍■■=?渍■■-?渍■■=-(-)= 0
∴反应能自发向右进行。
或按氧化剂和还原剂的相对强弱判断。氧化还原反应发生在较强的氧化剂和较强的还原剂之间。

I2+2Fe2+=2Fe3++2I-反应进行的方向。
已知:?渍■■=,?渍■■=
解:E?厮=?渍■■-?渍■■=-
= 0,
∴反应向左进行。

例如,含有Cl-、Br-和I-三种离子的混合溶液,欲使I-氧化为I2又不致使Br-、Cl-氧化,在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中选择哪一种能符合上述要求?
解:查表知:?渍■■=,?渍■■
=,?渍■■=,?渍■■=,
?渍■■=.
可见,?渍■■值最大,是最强的氧化剂,可将I-、Br-、Cl-分别氧化成I2,Br2、Cl2,
∴KNMO4不符合上述要求。而
?渍■■比?渍■■大,却小于?渍■■和
?渍■■
∴Fe3+可将I-氧化成I2,而不能氧化I-和Br-。
满足要求:?渍■■∴选Fe2(SO4)3
∴选择氧化剂的原则是:选比要氧化的物质的电极电势高的氧化态物质(斜线上方的物质)[2]。
选择还原剂的原则是:选比要还原的物质的电极电势低的还原态物质(斜线下方的物质)。

平衡常数K?厮与E?厮的关系:
∵△rG?厮=-RTlnK?厮而△rG?厮=-nFE?厮(△rG=-nFG)
式中:n是氧化还原反应中电子的转移数,·V-1·mol-1
∴-nFE?厮=-RTlnK?厮
将常数代入并整理(F=96487J·V-1·mol-1,T=,R=·K-1·mol-1)
得:lgK?厮=■
例如,求电池反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu在298K时的平衡常数。
解:lgK?厮=■=■
=■=
∴K?厮=×10-37
二、电极电势在非氧化还原反应中的应用

例如,求反应H++Ac-=HAc的平衡常数[3]
解:正极H++e=■H2
负极■H2+Ac-=HAc+e
电池反应H++Ac-=HAc
∴lgK=■∴K=×104

例如,求反应NH+4+OH-=NH3·H2O的平衡常数。
解:正极NH+4+e=■H2+NH3
负极■H2+OH-=H2O+e
电池反应NH+4+OH-=NH3·H2O
∴lgK=■
∴K=×104

例如,求反应Ag++Cl-=AgCl的平衡常数。
解:正极Ag++e=Ag
负极Ag++Cl-=AgCl+e
电池反应Ag++Cl-=AgCl
∴lgK=■
∴K=×109

例如,